設計人：崔友平審核人： 張秀雲 2012、1、10 編號:34034
學習目標：
1.知道「便於遠距離輸送」是電能的優點之一，知道輸電過程．
2．理解為什麼遠距離輸電要用高壓．
3．知道輸電在線電壓和電功率的損失和如何減少損失．
重點難點：高壓輸電的原理及功率損耗計算．
知識梳理：
一、正確理解減小輸電線路電損的方法
1．輸電線上的功率損失
(1)原因：輸電導線有電阻r線，電流流過輸電線時，電流的熱效應引起電功率的損失．
(2)計算式
2．輸電線上的電壓損失
若用u表示輸電線始端電壓，u′表示輸電線末端電壓，則輸電線上的電壓損失u線
3．減小輸電損耗的方法
據p線＝i2r線可知，減小輸電線路上功率損失的方法主要有兩種：
(1) 減小輸電線的電阻r線，據r線
①減小輸電線的長度l：由於輸電距離一定，所以在實際中不可能用減小l來減小．r線
②減小電阻率ρ：目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導線材料．
③增大導線的橫截面積s：這要多耗費金屬材料，增加成本，同時給輸電線的架設帶來很大的困難．
(2)減小輸電電流i，據i＝
①減小輸送功率p
②提高輸電電壓u
思考1 對於電能輸送的以下說法，正確的是( )
a．輸送電能的基本要求是經濟實惠
b．減小輸電導線上功率損失的唯一方法是採用高壓輸電
c．減小輸電在線電壓損失的唯一方法是增大導線的橫截面積
d．實際輸電時，要綜合考慮各種因素，如輸送功率大小、距離遠近、技術和經濟要求等
思考2 關於電能輸送的以下分析，正確的是( )
a．由公式p＝u2/r知，輸電電壓越高，輸電線上功率損失越大
b．由公式p＝u2/r知，輸電導線電阻越大，輸電線上功率損失越少
c．由公式p＝i2r知，輸電電流越大，輸電線上功率損失越大
d．由公式p＝ui知，輸電線上的功率損失與電流成正比
二、含變壓器在內的高壓輸電線路的分析與計算
1、輸電過程如圖所示．電路被劃分為三個獨立的迴路，在每個迴路中，變壓器的原線圈是迴路的用電器，而相應的副線圈是下乙個迴路的電源，每個迴路均可以應用閉合電路歐姆定律，串、併聯電路規律，而變壓器的電壓、電流、功率關係是聯絡不同迴路的橋梁．
2．基本關係式
(1)功率關係
p1＝p2，p3＝p4，p2＝p線＋p3
(2)電壓、電流關係
＝＝，＝＝
u2＝u線＋u3，i2＝i3＝i線．
(3)輸電電流：i線＝＝＝.
思考3 如圖所示為遠距離高壓輸電的示意圖．關於遠距離輸電，下列表述正確的是( )
a．增加輸電導線的橫截面積有利於減少輸電過程中的電能損失
b．高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發熱損耗
c．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小
d．高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好
思考4 在如圖4－3－6所示的遠距離輸電電路圖中，公升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有( )
圖4－3－6
a．公升壓變壓器的輸出電壓增大
b．降壓變壓器的輸出電壓增大
c．輸電線上損耗的功率減小
d．輸電線上損耗的功率佔總功率的比例增大
典例**
例題1 在遠距離輸電時，輸送的電功率為p，輸電電壓為u，所用導線電阻率為ρ，橫截面積為s，總長度為l，輸電線損失的電功率為p′，使用者得到的電功率為p用，則下列關係式正確的是( )
a．pb．p′＝
c．p用＝pd．p用＝p(1－)
變式訓練1：發電廠發電機的輸出電壓為u1，發電廠至學校的輸電線電阻為r，通過導線的電流為i，學校輸入電壓為u2，下列計算輸電線損耗的式子中，正確的是( )
ab.c．i2rd．i(u1－u2)
例題2 如圖4－3－2為遠距離輸電線路的示意圖，若發電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是( )
a．公升壓變壓器的原線圈中的電流與使用者用電裝置消耗的功率無關
b．輸電線中的電流只由公升壓變壓器原、副線圈的匝數比決定
c．當使用者用電器的總電阻減小時，輸電線上損失的功率增大
d．公升壓變壓器的輸出電壓等於降壓變壓器的輸入電壓
變式訓練2：某發電站採用高壓輸電向外輸送電能．若輸送的總功率為p0，輸電電壓為u，輸電導線的總電阻為r.則下列說法正確的是( )
a．輸電線上的電流i＝
b．輸電線上的電流i＝
c．輸電線上損失的功率p＝()2r
d．輸電線上損失的功率p＝
例題3 發電機的端電壓220 v，輸出電功率44 kw，輸電導線的電阻為0.2 ω，如果用初、次級匝數之比為1∶10的公升壓變壓器公升壓，經輸電線後，再用初、次級匝數比為10∶1的降壓變壓器降壓供給使用者．
(1)畫出全過程的輸電線路示意圖．
(2)求使用者得到的電壓和功率．
變式訓練3：某小型水電站發電機的輸出功率為10 kw，輸出電壓為400 v，為了減小向使用者供電過程中產生的電能損失，使用2 kv高壓輸電，最後使用者得到220 v電壓，9.5kw的電功率．求：
(1)公升壓變壓器原、副線圈的匝數比；
(2)輸電線路的總電阻r；
(3)末端降壓變壓器原、副線圈的匝數比.
鞏固練習：
1．高壓輸電電壓為u，輸電線電阻為r，則下列說法正確的是( )
a．若發電機輸出功率不變，使輸電電壓變大，則輸電線損失功率變小
b．輸電線上損失的功率為δp＝，故導線電阻越大，損失的功率越小
c．通過輸電線的電流為i＝，故輸電電壓越高，電流越大，損失的功率越大
d．以上說法都不對
2．輸電線的電阻共計為r，輸送的電功率為p，輸電電壓為u，則使用者能得到的電功率是( )
a．pb．p－()2r
c．i2rd．(p/u)r
3．遠距離輸電，原來用電壓u0輸電，在輸電線上損失的電功率為p0，現在要使輸電線上損失的電功率減少到原來的，則輸電電壓應為( )
a．100 u0b. u0
cd.4．用電器電阻值為r距交變電源的距離為l，輸電線電流為i，電阻率為ρ，要求輸電在線電壓降不超過u.則輸電線截面積最小值為( )
a．ρl/rb．2ρli/u
c．u/(ρlid．2ul/(ρi)
5．超導是當今高科技研究的熱點，利用超導材料可實現無損耗輸電．現有一直流電路，輸電總電阻為0.4 ω，它提供給用電器的電功率為40 kw，電壓為800 v．若用臨界溫度以下的超導電纜代替原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那麼節約的電功率為( )
a．1 kw b．1.6×103 kw
c．1.6 kw d．10 kw
6．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖4－3－5所示．發電機的輸出電壓為220 v，輸電線總電阻為r，公升壓變壓器原副線圈匝數分別為n1、n2.降壓變壓器原副線圈匝數分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 v的用電器正常工作，則( )
圖4－3－5
①＞ ②＜
③公升壓變壓器的輸出電壓等於降壓變壓器的輸入電壓
④公升壓變壓器的輸出功率大於降壓變壓器的輸入功率
a．①③ b．①④
c．②③ d．②④
7、一台發電機最大輸出功率為4 000 kw，電壓為4 000 v，經變壓器t1公升壓後向遠方輸電．輸電線路總電阻r＝1 kω.到目的地經變壓器t2降壓，負載為多個正常發光的燈泡(220 v，60 w)．若在輸電線路上消耗的功率為發電機輸出功率的10%，變壓器t1和t2的耗損可忽略，發電機處於滿負荷工作狀態，則( )
a．t1原、副線圈電流分別為103 a和20 a
b．t2原、副線圈電壓分別為1.8×105 v和220 v
c．t1和t2的變壓比分別為1∶50和40∶1
d．有6×104盞燈泡(220 v,60 w)正常發光
8．(2023年高考浙江卷)某水電站，用總電阻為2.5 ω的輸電線輸電給500 km外的使用者，其輸出電功率是3×106 kw.現用500 kv的電壓輸電，則下列說法正確的是( )
a．輸電線上輸送的電流大小為2×105 a
b．輸電線上由電阻造成的電壓損失為15 kv
c．若改用5 kv電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9×108 kw
d．輸電線上損失的功率為δp＝u2/r，u為輸電電壓，r為輸電線的電阻
9、發電機的端電壓220 v，輸出電功率44 kw，輸電導線的電阻為0.2 ω，如果用初、次級匝數之比為1∶10的公升壓變壓器公升壓，經輸電線後，再用初、次級匝數比為10∶1的降壓變壓器降壓供給使用者，則
(1)畫出全過程的線路示意圖；
(2)求使用者得到的電壓和功率；
(3)若不經過變壓而直接送到使用者，求使用者得到的電壓和功率．
10、如圖4－3－7所示為演示遠距離輸電的裝置，理想變壓器b1、b2的變壓比分別為1∶4和5：1，交流電源的內阻r＝1 ω，三隻燈泡的規格均為「6 v 1 w」，輸電線總電阻為10 ω.若三隻燈泡都正常發光，則交變電源的電動勢e為多大？
圖4－3－7
5。5電能的輸送
第五章第5節電能的輸送 學習目標 1 掌握遠距離輸電的原理，熟練計算輸電導在線電壓的損失和功率損失。2 自主學習 合作 學會用流程圖的方法分析輸電問題。3 激情投入，感受物理知識在實際生活中的應用。重點 難點 1.遠距離輸電過程中的電壓損失和功率損失。2.遠距離輸電原理圖的理解。使用說明及學法指導 ...
電能的輸送解決 評價單
電能的輸送 問題解決 評價單 設計人 楊新明審核人 程鎖柱序號 5.5.2 班級 組名姓名時間 1 選擇題 1 遠距離輸送交流電都採用高壓輸電 我國正在研究用比330 kv高得多的電壓進行輸電 採用高壓輸電的優點是 a 可節省輸電線的材料 b 可根據需要調節交流電的頻率 c 可減小輸電線上的能量損失...
變壓器 電能的輸送練習
一 選擇題 1 利用變壓器不可能做到的是 a 增大電流 b 公升高電壓 c 減小電壓 d 增大功率 2 當理想變壓器副線圈空載時，副線圈的 a 負載電阻為0 b 輸出電流為0 c 兩端電壓為0 d 輸出功率為0 3 下列正確說法是 a 變壓器也可能改變恆定電壓 b 變壓器的原理是一種電磁感應現象，副...